一种用于eps网络架构的通道信息管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种用于EPS网络架构的通道信息管理方法。
【背景技术】
[0002]3GPP 标准 29.274 中 Tunnelling Protocol for Control plane (GTPv2~C)定义了GTPv2_C消息的结构，以及在3GPP标准23.401中定义的EPS (Evolved Packet System，演进分组系统)网络架构下的核心网元MME (Mobility Management Entity,移动性管理实体)、SGSN(Serving GPRS support Node,服务 GPRS 支持节点)、S-GW(Serving Gateway,服务网关)、P-GW (PDN Gateway，PDN网关)之间信令面消息交互所使用的各种类型的消息，包括路径管理消息(Path Management Messages)、通道管理消息(Tunnel Management Messages)、CSFallback 和 SRVCC(Single Rad1 Voice Call Continuity)相关消息、非 3GPP 接入相关消息(Non_3GPP access related messages)、MBMS(Multimedia Broadcast/MulticastService)等。
[0003]3GPP标准29.274定义的GTPv2_C消息结构和通道管理消息适用于3GPP标准23.401定义的EPS架构，该架构下MME、SGSN、S-Gff, P-Gff都是独立网元，支持GSM、UMTS和LTE等多种接入模式，消息交互涉及的信元多种多样。然而，当MME、S-GW、P-GW不是以独立网元的形式出现，而是以集成在一个网元的形式出现，并且支持的接入模式只限于一种的时候，如果仍采用3GPP标准29.274定义的GTPv2_C消息结构以及通道管理消息，则在消息交互的过程中，效率不高，灵活性不高，针对性不强。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，发明提出了一种新的用于EPS网络架构的通道信息管理方法，该方法适用于MME、S-Gff, P-Gff集成在一个网元并且EPS网络架构支持的接入模式只限于一种的情形，该方法包括:
[0005]将S-GW与P-GW合称为网关GW ；MME与所述GW之间采用IP/UDP回环地址技术；MME与所述GW之间采用IP/UDP进行消息交互；MME与所述GW协商后确定所述消息交互采用GTPv2-C消息交互模式还是优化消息交互模式，所述优化消息交互模式根据协商内容重新定义通道管理消息，并采用通过对GTPv2-C消息结构进行简化得到的优化消息结构。
[0006]优选的，MME与所述GW通过预先定义的协商消息进行协商。进一步的，所述协商消息包括以下字段:消息类型ID、消息长度、交互模式、功能支持；消息类型ID字段为一个固定值，用于标识当前消息为协商消息；交互模式字段用于表示采用GTPv2-C消息交互模式还是优化消息交互模式；当采用GTPv2-C消息交互模式时，功能支持字段不存在，当采用优化消息交互模式时，功能支持字段表示优化消息交互模式支持的功能，其中包括通道管理功能。
[0007]优选的，优化消息结构包括以下字段:消息类型ID、消息长度、用户ID、序列号、消息内容；消息类型ID字段用于标识当前消息的消息类型；序列号字段表示当前消息在一次消息交互中的序列号；消息内容字段包含当前消息涉及到的各个信元。
[0008]优选的，重新定义的通道管理消息包括以下几种类型:从MME至GW方向的建立会话请求；从GW至MME方向的建立会话响应；从MME至GW方向的修改承载请求；从GW至MME方向的修改承载响应；从GW到MME方向的建立承载请求；从MME到GW方向的建立承载响应；从GW至MME方向的更新承载请求；从MME到GW方向的更新承载响应；从GW到MME方向的删除承载请求；WMME到GW方向的删除承载响应；WMME到GW方向的释放接入承载请求；从GW至MME方向的释放接入承载响应。
[0009]优选的，所述EPS网络架构仅支持LTE接入模式。
[0010]和传统的规范相比，该方法可以根据协商内容的不同，优化会话管理流程中消息的头部以及各种消息携带的信元，使得消息交互更加高效，灵活和富有针对性。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1是本发明所有实施例的协商消息的结构图；
[0013]图2是本发明所有实施例的优化消息的结构图；
[0014]图3是本发明实施例一的Attach流程的实现步骤图；
[0015]图4是本发明实施例二的GW激活专用承载流程的实现步骤图；
[0016]图5是本发明实施例三的GW承载更新流程的实现步骤图；
[0017]图6是本发明实施例四的GW删除承载流程的实现步骤图；
[0018]图7是本发明实施例五的Slrelease流程的实现步骤图。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]本发明的实施例都是以仅支持LTE接入模式的EPS网络结构为背景，MME、S_GW和P-GW集成在一个网元，将S-GW与P-GW合称为网关GW。实施例中涉及的流程请参考3GPP标准23.401，UE (终端)与eNodeB (evolved Node B，演进Node B)之间的消息请参考3GPP标准36.331，UE与MME之间的消息请参考3GPP标准24.301，eNodeB与MME之间的消息请参考3GPP标准36.413，MME与GW之间的消息请参考3GPP标准29.274，MME与HSS (homesubscriber server,归属用户服务器)之间的消息请参考3GPP标准29.272。
[0021]本发明MME与GW之间通过协商确定信息交互是采用3GPP标准29.274中的GTPv2-C消息交互模式还是优化消息交互模式。优选的，本发明的几个实施例中协商消息都采用如图1所示的结构，其中各个字段的含义为:
[0022]消息类型ID:为一个固定值，用于标识当前消息为协商消息；
[0023]消息长度:表示从下个信元开始，后续消息体的长度，单位是字节；
[0024]交互模式:表示采用GTPv2-C消息交互模式还是优化消息交互模式进行交互；
[0025]功能支持:当采用GTPV2-C消息交互模式时，该字段不存在；当采用优化消息交互模式时，该字段定义优化消息交互模式下支持的功能，本发明的实施例均只支持通道管理一种功能。
[0026]本发明中优化消息交互模式采用通过对GTPv2-C消息结构进行简化得到的优化消息结构。优选的，本发明的几个实施例中通道管理消息都采用如图2所示的结构，该结构对GTPv2-C消息结构进行了简化，各个字段的含义为:
[0027]消息类型ID:用于标识当前消息的消息类型；
[0028]消息长度:表示从下个信元开始，后续消息体的长度，单位是字节；
[0029]用户ID:标识用户，字段长度根据实际用户数量确定；
[0030]序列号:一次信令交互使用的序列号，功能与3GPP标准29.274定义的sequencenumber相同，字段长度建议采用但不限于I个字节；
[0031]消息内容:本发明的实施例中优化消息交互模式均仅支持通道管理功能，则重新定义的通道管理消息中的消息内容仅涉及基本功能信元，如果优化消息交互模式还支持其它功能，则还可以定义其它信元。
[0032]下面以LTE网络架构下的几个典型流程为例，具体说明通道信息的管理方法。各个实施例中例举了重新定义的通道管理消息，但通道管理消息可以不限于这些具体实施例。
[0033]实施例一:如图3所示，LTE网络架构下UE的attach流程的步骤如下:
[0034](I)MME与GW通过IP/UDP将消息交互模式协商为优化消息交互模式并支持通道管理功能，该协商是双向的，可以进行多次，该协商在此后还可以根据需要再次发起，协商消息的消息结构如图1所示；
[0035](2) UE 向 eNodeB 发起 RRC CONNECT1N SETUP 流程；
[0036](3) eNodeB 向 MME 发送 INITIAL UE MESSAGE ；
[0037](4)如果 MME 无法获取 UE 的 IMSI，MME 向 UE 发起 IDENTITY REQUEST, UE 向 MME 回复 IDENTITY RESPONSE ；
[0038](5)如果 MME 认为 UE 需要鉴权，MME 向 UE 发起 AUTHENTICAT1N REQUEST，UE 向 MME回复AUTHENTI CAT I ON RESPONSE ;如果MME无法获取UE的安全算法，MME向UE发起SECURITYMODE COMMAND, UE 向 MME 回复 SECURITY MODE COMPLETE ；
[0039](6)如果 MME 没有 UE 的签约数据，MME 向 HSS 发送 UPDATE LOCAT1N REQUEST, HSS向 MME 回复 UPDATE LOCAT1N ANSWER ；
[0040](7) MME 向 GW 发起 CREATE SESS1N REQUEST (建立会话请求)，GW 向 MME 回复CREATE SESS1N RESPONSE (建立会话响应)，这两个消息为优化消息交互模式下重新定义的通道管理消息，消息结构均如图2所示，CREATE SESS1N REQUEST的消息内容包含以下信兀:IMS1、APN> PDN Type、PDN Address Allocat1n(PAA)、APN-AMBR> Bearer Contextsto be created ；CREATE SESS1N RESPONSE 的消息内容包含以下信元:Cause、PDN AddressAllocat1n (PAA)、APN-AMBR、Bearer Contexts created。
[0041](8) MME 向 eNodeB 发送 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST ；
[0042